尼尔基发电厂安全防护管理系统智能化改造

2018-04-16左建华聂麟童周丽娜

东北水利水电 2018年4期

左建华，聂麟童，周丽娜

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161005）

安全防护管理子系统是智能水电厂保障人身安全、设备安全的重要组成部分。目前尼尔基发电厂已投入运行的防护系统包括：电力五防系统、二次防护系统等，安全防护子系统投入少，功能不全。为提高安全管理水平，提高发电厂安全程度，降低人员劳动强度，提高工作效率，需要升级改造尼尔基发电厂电力五防系统，并且建设安装智能无线巡检系统和门禁系统，最终使全厂具备完整的安全防护管理系统体系。现从以下三个方面进行智能化升级改造介绍。

1 电力智能五防子系统

1.1 五防系统使用情况

尼尔基发电厂微机防误操作系统是一种利用计算机图形界面代替模拟屏的闭锁功能。这套由珠海优特科技股份有限公司生产的UT—2000TV型微机防误操作系统，投入应用达9年，存在诸多问题：1）系统接口能力差，不能实现在线防误；2）系统与生产经常需要手工校对，五防系统防误性能低，且生产厂家已不能提供有关升级服务；3）防误电脑钥匙经常在操作过程中自动断电，不能正常使用，影响操作，建议进行智能升级改造。

1.2 建立防误系统平台

防误系统平台按照智能化水电厂的设计思想分站控层、间隔层和过程层三层结构设计。建立电力防误系统防误网，光纤通道带宽不低于2 M，实现消防火灾报警系统、门禁系统、电力防误系统、计算机监控系统与工业电视进行联动，实现预定位、移动报警、红外报警、数据联动等功能。

通过对尼尔基发电厂防误智能化改造的建设，使全厂的智能化防误网既独立自成体系，又支持将来统一信息平台的数据网络，电力防误系统防误工作以IEC61850标准接入MMS网，直接从MMS网读取统一信息平台的数据、与统一信息平台实现双向数据的交互，并通过统一信息平台与其他智能系统关联数据。为保证防误网安全稳定，设计考虑至少双网冗余结构，确保全厂设备和人身安全。

1.3 实现防误系统基本功能

1）实现基本单站防误功能，与现地系统通讯，闭锁所有遥控操作，闭锁全厂的系统操作。利用无线网络实现与工业电视系统联动，实现与巡检系统数据共享，根据需要提供交互数据，实现与巡检系统的互动。

2）实现集控的防误功能。解决防误闭锁中监控中心层、站控层、间隔层、过程层之间的关系，有效防止在两个有联系的设备间操作时恶性突发事故的产生，通过设置电源点全厂图形自动着色，提醒运行人员在操作时所造成的误操作。

3）实现防误系统拓展功能。在系统中可以进行多重任务操作，同时还能记录操作人员在系统上的操作信息，掉电记忆时间长，并且能够对接地线、对智能解锁钥匙进行管理。

1.4 建立短距微功耗无线网络

全厂的短距微功耗无线网络构架应简单，性能可靠，由无线网络控制器、无线路由器和无线电脑钥匙组成。无线网络控制器和无线路由器构成一个可靠的无线蜂窝局域网，无线电脑钥匙作为一个无节点，可在蜂窝局域网内随意使用自由漫游，实现移动操作终端与主控室之间的信息交换，从而实现在线式防误闭锁功能。

1.5 无线电脑钥匙

无线电脑钥匙应满足无线编码、无线采码、无线识别、无线通讯。无线电脑钥匙在阳光照射下应清晰显示，能适应零下40℃低温工作及在地下厂房特殊环境条件下使用。实现各种接地桩、设备区门、接地线的实施管理。同无线电脑钥匙与防误工作站实时高速交换信息，为各个系统联动建立基础数据，可实现防误、巡检、人员定位等功能为同一个移动终端。

1.6 建立智能地线管理系统

尼尔基水电厂现有的“五防”系统没有对全厂的接地线采用有效的管理，造成接地线使用和管理不透明，对电厂安全生产存在隐患，因此需要建立一个完整、安全可靠的智能地线管理系统。它可以与微机防误闭锁装置连机使用，也可以独立使用。工作人员可以通过智能化平台对现场接地线取出、装设、拆除和放回进行实时监测控制管理，保证工作人员在电气设备上的安全操作，同时对地线进行规范化、标准化管理，确保电厂安全生产。

2 无线巡检系统

建立无线智能巡检系统，能够实现巡检工作上无纸化数据采集，管理部门能够科学管理和有效监督巡检人员的工作情况，为巡检管理工作提供一种科学有效的手段，可以把现场数据实时上传到服务器，对数据有积累分析的作用，真正实现巡检工作电子化、信息化和智能化，从而最大程度提高工作效率，保证了电厂设备安全运行。

2.1 无线智能设备巡检系统

无线智能设备巡检系统的作用主要就是定时巡视设备，关注设备的运行状态，在水电厂运行设备出现缺陷或者运行异常的时候，能够及时发出信号，进一步保证设备的安全稳定运行。

电厂巡回检查人员在对设备巡回过程中，利用智能巡检终端设备PDA，通过无线网络连接PDA和中心管理系统，将巡检数据提交给中心管理系统并进行记录存档。

2.2 无线智能巡检系统定位功能

定位服务器、定位标签、无线局域网接入点共同构成了无线局域网实时定位系统。首先由无线设备发出无线信号，AP再把其传给定位服务器，定位服务器再由信号的强弱和信号到达的时间间隔来判断设备的位置，同时由电子地图显示出来。定位标签佩戴在巡检工作人员的身上，在局域网的条件下可以同定位服务器进行通信，而调度中心的工作人员又可以根据服务器软件来判断巡检人员的位置以及其操作是否有误，通过门禁、防误系统联合控制，有效防止工作人员非法进入不安全区域。

3 智能门禁系统门禁子系统

门禁系统（出入管理控制系统）是一种管理人员进出的智能化管理系统，概括就是：管理什么人什么时间可以进出那些门，并提供事后的查询、报表、数据存储和报警等等。因此，要实现新建设的门禁子系统与无线智能巡检、人员定位和电力防误系统共用一个移动终端，实现全厂“信息标准化、决策智能化”的智能门禁子系统。

3.1 作用

电厂的门禁系统为生产、办公区的智能化、自动化管理的实现提供帮助。电厂门禁系统必须能够对变电站和厂房内的电路短/断、现场状况进行监控和报警，能够实时直接地了解和掌握各个设备门的情况，及时对发生的事件做出反应，并且操作简单方便，适合电力部门维护使用。电厂门禁系统门禁设备具有良好的防拆、报警功能，一旦有人误闯入的事件发生时，系统会自动进入布防状态，相关的门将全部关闭，并且通过工业电视系统直观地反映在管理计算机上，能让工作人员及时掌握现场情况。

3.2 组成

门禁系统通常由识别卡、读卡器、控制器、电磁锁、通讯转换器、出门按钮、电源、消防联动报警系统和计算机软件系统组成。

3.3 基本功能

3.3.1 联动功能

系统的联动包括电厂防误系统、巡检人员定位系统、消防系统和工业电视系统的联动，可以通过开启关闭设备区或者设备的重要门，进行防误系统授权，并将数据上传到统一信息化平台来进行在线管理，从而提升整个电厂各站点的安防管理水平。如：系统的合法刷卡进入可以自动地联动报警撤防，推出后可以自动进行布防，降低系统的报警误报率。对于电厂门禁系统的非法情况，系统也可以联动进行视频抓拍和现场视频的切换，便于监控中心及时的对现场的情况进行查核。

3.3.2 模板功能

系统的模板功能主要是针对基础的配置参数信息一般大同小异。在建设系统的过程中对站点设置的参数等信息可以保存为模板，这样在新的电厂站点配置中只需要在模板中导出即可，可以减少系统调试配置的工作量。

3.3.3 多种报表输出

系统可以根据需要来灵活的对系统中的各类时间和告警形成报表输出（例如：报警记录报表输出、操作日志报表输出、视频抓拍报表输出、刷卡记录报表输出等），以作为电厂各职能部门的拓展应用的数据基础。

3.3.4 多种报警方式和机制

系统对于电厂站点的门点报警可以根据不同的报警登记采用不同的告警方式，而且对于报警通知的对象可以分级，如一般的告警在平台上提示即可。而对于非法操作等告警，要求现场能触发警报以告知非法操作人员，同时监控中心信息化平台上能及时显示，而且多级报警可以通过短信和电话的方式将报警系统通知相应的电厂值班责任人，确保电厂门禁系统的报警及时被人来处理和确认。

4 结语

尼尔基发电厂安全防护管理系统智能化改造后，运行值班人员可以直接通过中控室内安全防护管理信息平台实时监视全厂运行设备上传的数据，当发生故障时，大大缩短了故障处理的时间，确保尼尔基发电厂设备的安全性，及时避免了事故隐患的存在。因此，尼尔基发电厂安全防护管理系统智能化改造是切实可行的。经过改造后的智能化安全防护管理系统，将会更加合理、更加安全，更加简单，更加符合尼尔基发电厂设备运行的实际情况。

［参考文献］

［1］胡巨，陈宏辉.一种新型的变电站在线五防系统的实现［J］.电力系统保护与控制，2010，19.

［2］黄少雄，李端超.智能变电站中五防的设计与实现［J］.华东电力，2011，05.

［3］徐燕娇.浅析变电站五防闭锁［J］.企业技术开发，2010，09.

［4］刘平，张贺炜，孙红燕.变电站网络化五防闭锁系统的研究［J］.河北电力技术，2009，04.

［5］李永建.浅谈变电站中的一体化在线五防系统［J］.机电信息，2013，33.

［6］李国伟.基于智能巡检系统在火电厂的研究［J］.科技信息，2008，27.

［7］张胜男.智能巡检管理系统的设计与实现［D］.沈阳工业大学，2008.

［8］林礼明.智能门禁系统监控软件平台的设计与开发［D］.华北电力大学（北京），2005.

［9］王永，马运领，马志刚.智能化门锁控制系统的软件设计［J］.自动化与仪表，2004，05.

［10］何培重，陈祥光，王渝.智能门禁系统集成技术应用研究智［A］.第八届全国信息获取与处理学术会议论文集［C］，2010.

［11］王天雷，朱盛方，张金玲.门禁系统关键技术研究现状和发展趋势［A］.首届珠中江科协论坛论文集［C］，2011.